Question

【題目】某化學(xué)興趣小組同學(xué)設(shè)計(jì)了多組實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)定空氣中氧氣的含量。

（1）甲同學(xué)設(shè)計(jì)如圖裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中觀察到的現(xiàn)象是水倒流，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)水小于1/5的結(jié)果，請(qǐng)你分析可能原因是__________（至少寫出2點(diǎn)）

（2）乙同學(xué)設(shè)計(jì)出了如下圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置。

實(shí)驗(yàn)過(guò)程：

①檢查裝置的氣密性，氣密性良好；

②在集氣瓶里裝進(jìn)適量a體積的水，燃燒匙里放一塊白磷（40℃即可燃燒），按圖示裝置連接儀器，然后再酒精燈上把玻璃棒下端加熱，玻璃棒的作用為_______________；（注：集氣瓶?jī)?nèi)的長(zhǎng)導(dǎo)管已接近瓶底）

③把預(yù)先加熱的玻璃棒按下與白磷接觸，觀察到白磷立即著火燃燒，現(xiàn)象為__________，該反應(yīng)的符號(hào)表達(dá)式為：_____________；（注：白磷與紅磷燃燒的產(chǎn)物、現(xiàn)象均相同）

④待集氣瓶完全冷卻至室溫，量出集氣瓶中水的體積是b，整個(gè)集氣瓶的體積是c。從白磷開(kāi)始燃燒到最后熄滅的過(guò)程中，集氣瓶?jī)?nèi)水面的變化情況是____________。

⑤根據(jù)a、b、c三個(gè)數(shù)據(jù)，計(jì)算出空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)。已知c=60mL，a=10mL，則b=_____mL，得出結(jié)論，氧氣的體積分?jǐn)?shù)為______________。

實(shí)驗(yàn)反思：

①組內(nèi)成員小張對(duì)“實(shí)驗(yàn)前集氣瓶里要裝進(jìn)適量a體積的水”非常不理解。咨詢了組長(zhǎng)小明之后，他終于明白“a體積的水”的作用，其一是為了加快④步驟中集氣瓶的冷卻速度；其二則主要是______________。

②在上述實(shí)驗(yàn)中，下列操作的實(shí)施和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的出現(xiàn)，會(huì)導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)最后產(chǎn)生的實(shí)際值大于理論值的是____________。

A. 裝置氣密性不好 B. 實(shí)驗(yàn)前集氣瓶里沒(méi)有裝a體積的水

C. 集氣瓶沒(méi)有冷卻到室溫 D. 用紅磷代替白磷（紅磷的著火點(diǎn)在240℃左右）

Answer 1

【答案】裝置漏氣； 氧氣消耗到一定濃度不能繼續(xù)與紅磷發(fā)生反應(yīng) 引燃白磷 產(chǎn)生大量白煙，放熱； P+O2P2O5 20； 1/5 形成液封，防止實(shí)驗(yàn)過(guò)程中集氣瓶?jī)?nèi)的氣體從長(zhǎng)導(dǎo)管中向外逸散而影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果 B

【解析】

（1）實(shí)驗(yàn)過(guò)程中觀察到的現(xiàn)象是水倒流，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)水小于1/5的結(jié)果，可能原因是：裝置的氣密性不好、白磷的量不足、沒(méi)有冷卻到室溫就打開(kāi)彈簧夾讀數(shù)或氧氣消耗到一定濃度不能繼續(xù)與紅磷發(fā)生反應(yīng)等；

（2）實(shí)驗(yàn)過(guò)程：

②在集氣瓶里裝進(jìn)適量a體積的水，白磷達(dá)到一定溫度時(shí)才能燃燒，燃燒匙里放一塊白磷（40℃即可燃燒），按圖示裝置連接儀器，然后再酒精燈上把玻璃棒下端加熱，熱的玻璃棒給白磷加熱，玻璃棒的作用為引燃白磷；③白磷在空氣中燃燒的現(xiàn)象：發(fā)黃光、放出熱量、冒出大量的白煙；④磷和氧氣在點(diǎn)燃的條件下生成五氧化二磷，符號(hào)表達(dá)式為：4P+5O22P2O5；從白磷開(kāi)始燃燒到最后熄滅的過(guò)程中，集氣瓶?jī)?nèi)水面的變化情況是先下降，后上升，因?yàn)殚_(kāi)始時(shí)，燃燒放熱使氣體體積膨脹，冷卻后收縮，因此先下降，后上升；⑤根據(jù)a、b、c三個(gè)數(shù)據(jù)，計(jì)算出空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)，氧氣約占空氣體積的五分之一，已知C=60ml，a=10ml，a上面的空氣五等分，則b=20mL；因此氧氣的體積分?jǐn)?shù)= ×100%=20%；

實(shí)驗(yàn)反思：

①實(shí)驗(yàn)前集氣瓶里要裝進(jìn)適量a體積的水的作用是：形成液封，防止實(shí)驗(yàn)過(guò)程中集氣瓶?jī)?nèi)的氣體從長(zhǎng)導(dǎo)管中向外逸散而影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果；②A. 裝置氣密性不好，白磷燃燒結(jié)束后冷卻時(shí)外界氣體進(jìn)入集氣瓶，使瓶?jī)?nèi)氣體減少的量比氧氣少，測(cè)定結(jié)果偏��； B. 實(shí)驗(yàn)前集氣瓶里沒(méi)有裝a體積的水，在磷燃燒時(shí)，因放出大量熱使氣體膨脹，使一部分氣體在導(dǎo)管逸出，測(cè)定結(jié)果偏大；C. 集氣瓶沒(méi)有冷卻到室溫，導(dǎo)致剩余氣體膨脹，進(jìn)入集氣瓶的水偏少，測(cè)定結(jié)果偏小； D. 用紅磷代替白磷（紅磷的著火點(diǎn)在240℃左右）。由于紅磷和白磷與氧氣的反應(yīng)產(chǎn)物相同，故沒(méi)有影響。故選B。